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    【IEA預測】2050年全球實現凈零排放需要多少億噸氫氣?

    2021-5-23 16:53

    來源:

    根據國際能源署(IEA)最新發布的零碳能源轉型路線圖,到2050年實現全球凈零排放將需要大約5.2億的可再生和低碳氫氣將被廣泛用于各個行業,其中約3.06億噸來自可再生能源的綠色氫氣, 1.976億藍氫(來自碳捕獲與封存CCS的天然氣或煤炭);1600萬噸低碳電解氫由核能和有CCS的化石燃料發電廠提供動力的電解生產。相比之下,2020年天然氣和煤炭生產了8700萬噸灰氫,主要用于化工和煉油行業。



    國際能源署表示,這將要求清潔氫氣生產的復合平均年增長率從現在到2030年間達到66%,在2030到2050年間達到23%。2050年的3.22億噸綠色和電解氫將需要3585吉瓦的全球電解槽容量(目前約300兆瓦),以及約14500太瓦時的電力——約占世界電力供應的20%。



    根據IEA的報告,要實現凈零排放,全球需要在2050年安裝以下制氫裝機容量(括號內為2020年的現有裝機容量):


    ? 太陽能光伏:14458吉瓦(737吉瓦)

    ? 風力:8265吉瓦(737吉瓦)

    ? 水電:2599吉瓦(1327吉瓦)

    ? 氫能發電:1867吉瓦(零)

    ? 核能:812吉瓦(415吉瓦)

    ? 生物能源:640吉瓦(171吉瓦)

    ? CCS燃煤:222吉瓦(1吉瓦)

    ? CCS燃氣:171吉瓦(零)

    ? 光熱太陽能發電(CSP):426吉瓦(6吉瓦)

    ? 地熱:126吉瓦(15吉瓦)

    ? 海洋(波浪和潮汐):55吉瓦(1吉瓦)


    IEA的報告指出,鑒于目前制氫產能不足,到2050年實現凈零排放情景所要求的速度推出電解槽是一項關鍵挑戰,確保足夠的發電能力也是一項挑戰。隨著時間的推移,全球氫貿易將不斷發展,大量的氫從中東、中南美洲和澳大利亞的天然氣和可再生能源豐富地區出口到亞洲和歐洲的需求中心。在天然氣網絡中,大約1000萬噸氫氣將與天然氣混合,2030年全球平均混合比例將達到15%,減少甲烷消費產生的二氧化碳排放量約6%。2050年,從天然氣(CCS)中提取的藍色氫氣的價格將在每公斤1-2美元左右,綠色氫氣的價格為每公斤1-2.50美元。



    2050年發電(以支持可再生能源)、公路運輸、航運、航空以及化工、鋼鐵和水泥等重工業將需要氫氣:


    ? 2050年對氫的最大需求將來自重工業,約占總量的35%,即1.87億噸,其中8300萬噸用于化工行業,5400萬噸用于鋼鐵行業,1200萬噸用于水泥行業。


    ? 發電將約占氫氣需求總量的19%,即每年1.02億噸,其中包括1300萬噸來自氫氣的氨。


    ? 對氫的第三大需求(約17%或9100萬噸)將來自公路運輸。2050年世界上大約35%的重型卡車將使用氫燃料,剩下的65%將使用電池。世界上約有10%的輕型汽車(汽車和面包車)由氫驅動,其中90%是電池電動汽車。這將需要2億個公共電動汽車充電點、35億個私人電動汽車充電樁、9萬個加氫站。


    ? 航運業每年需要約9000萬噸氫氣,其中近四分之三是氨。加在一起,氫和氨將占航運業能源消耗的60%多一點。生物燃料將占20%,而化石油仍占15%左右。由于市場上缺乏可用的低碳選擇,而且船舶的使用壽命很長(通常為25-35年),航運是凈零排放前景下為數不多的到2050年還不能實現零排放的運輸方式之一。


    ? 航空業每年將需要大約5000萬噸氫氣,其中近99%將與捕獲的二氧化碳結合,以生產碳中性合成航空燃料。到2050年,這種合成燃料將滿足航空總燃料消耗量的30%左右,其中45%來自生物燃料。電池驅動的飛機將占不到燃料消耗的2%,而化石燃油仍占10%。由空中客車公司開發的氫動力飛機的作用可以忽略不計。


    ? 而在建筑供暖方面,氫氣實際上起到的作用微乎其微,只為大約2%的建筑供暖。屆時熱泵將占世界供熱量的50%以上,需要18億臺,在太陽能熱利用(16%)、生物質能(8%)和區域供熱(14%)方面發揮著重要作用。

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